数码相机像稳定技术详解

春光明媚(^o^)/~

        经过了这么多年的发展，防抖技术已经从当初的阳春白雪发展到了几乎是中长焦镜头标配的地步。光学防抖主要分为镜身防抖和机身防抖，本文就这光学防抖技术进行讲解。

        如果要列举在相机上出现的最具实用价值的辅助技术，光学防抖肯定是无可争辩的第一。业界公认佳能最早在单反镜头上搭载了实用化的光学防抖功能。，这支镜头就是1995年发售的Canon EF 75-300mm f/4~5.6 II IS USM，一直卖到2005年 (对佳能历史熟悉的朋友会发现佳能很喜欢用这个焦段的镜头做实验，后来第一支使用DO镜片的变焦镜头是Canon EF 70-300mm f/4.5~5.6 DO IS USM )，但实际上，尼康1994年就在傻瓜机Zoom-Touch 105 VR上使用了尼康称之为减震系统(Vibration Reduction)的技术，不过推出之后没卖出去多少，这让尼康认为市场不太接受这个概念而错失良机。 

         经过了这么多年的发展，防抖技术已经从当初的阳春白雪发展到几乎成为家用数码相机和中长焦镜头标配的地步，除了需要提高ISO牺牲像质来实现的电子防抖和牺牲有效像素来实现的数码防抖之外，真正有意义的光学防抖技术主要分成两大类，一种是以佳能IS(Shift-type optical Image Stabilizer technology，简称IS)为代表的镜身防抖技术，另一种是以美能达AS(Anti shake)为代表的机身防抖技术，本文主要就围绕这光学防抖技术来说。

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         在胶片机时代，移动胶片后背来补偿振动是如此的麻烦以至于大家都选择了镜头搭载防抖系统作为开发方向，其中佳能首创了IS系统，其他厂商也有类似的技术，比如尼康的VR，腾龙的VC(Vibration Com-pensation) ，适马的OS(Optical Stabilizer)，松下的Mega OIS（Mega Optical Image Stabilizer）等等，镜身防抖系统的作用原理是在镜头内部搭载了加速度传感器，感知镜头的运动情况之后移动镜头中某一片或一组镜片来补偿镜头运动造成的图像位移。

 　　值得说一下的就是，坊间提起防抖技术的时候，总是说机身/镜头搭载陀螺仪感知相机状态云云，实际上不过是半吊子们以讹传讹而已。实际上镜头内部是不可能装上陀螺仪的，一来在刚出现光学防抖的时候，陀螺仪还是很大一砣，比较难做的小到能放进镜头里的地步，二来陀螺仪有一个启动时间，从加电到达到工作转速是需要大概零点几秒，对于相机来说这个反应速度有点慢了；最后一个理由，光学防抖系统的工作原理在于：移动某片/组镜片来补偿位移，只要知道加速度就完了，陀螺仪用在这里太屈才。所以无论是那种光学防抖系统，其实使用的都是微型加速度传感器MEMS(Micro Electromechanical System)。

　　这东西可能大部分朋友没听说过，但在我们的生活中常常见到，比如苹果的iphone的屏幕可以根据用户握持的状态而自动切换横向和纵向，Wii的手柄能感知用户的动作，甚至于高档一些的计步器，这背后都有MEMS的功劳。

机身防抖的作用原理其实和镜身防抖的差不多，只不过从加速度传感器当中感知到的机身运动状态型号被用于移动影像传感器来补偿图像位移，这项技术最早由美能达开发出来，发展到现在三星的OPS（Optical Picture Stabili-zer），索尼的SSS（Super Steady Shot），宾得（SR，Shake Reduction），效果最好的当属奥林巴斯的IS(Image stabiliser)。

使用了SR机身防抖技术的宾得K10D

使用了IS机身防抖技术的奥林巴斯E510

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        这两种防抖技术都能够实现降低1-4档左右安全快门的效果，但是具体哪个更好，目前还没有定论，可以确定的是，在4/3系统上，机身防抖显然是个更好的选择，一方面可以兼容所有镜头，节省用户投资，更重要的是4/3系统的影像传感器面积较小，重量也较小，移动起来反应更加敏捷，而在APS机身上面，机身防抖的效果恐怕要比镜身防抖稍微差些，毕竟传感器重量和体积都增大了不少，移动起来惯性更大，响应速度会有所不及，所以4/3系统的顶级机身E3已经可以做到降低5档安全快门，而APS机身防抖做的最好的索尼a700也只能降低4档，另外，可以打个比方来说机身防抖和镜身防抖，大家小时候都玩过用镜子反射阳光到墙上的把戏，而镜子拿在手中只要改变很小一点角度，墙上的光斑就会跑很长一段距离，那么，如果想让光斑的位置固定，是移动镜子方便还是移动墙呢？

松下Mega O.I.S.镜身防抖技术中的移动补偿镜片模组

宾得K10D所用的SR机身防抖系统中的加速度传感器

 

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         另外，有很多朋友在争论全副机身上是否可以出现机身防抖，对于这个问题，只能说目前做起来还有困难，原因主要有，首先，全副机身所用影像传感器面积，体积，重量都更大，质量大了惯性也更大，补偿移动需要的能量就要更多，反应速度则不一定能赶上4/3这样的机身；其次，全副机身非常注意影像传感器的散热环境，一般都会固定在金属的骨架上面来加强散热，毕竟集成度很高的全副传感器工作起来发热量也是很高的，散热不良的话会导致热噪音升高影响图像质量。

佳能全副数码单反旗舰EOS1DsMark3

eos1Ds MK3所用的全副CMOS 36mm*24mm的面积上集成了2600万个像素

 

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为什么我开了防抖之后，图像依然会模糊？

        防抖并非是万灵药，我们在提到防抖技术时，常常用“可以降低安全快门x档“这样的语句来描述，一般来说安全快门是镜头焦距的倒数，比如180mm焦距（以等效135焦距计算）镜头安全快门是1/180s，同样的，35mm镜头安全快门大概是1/30s，手持情况下低于这个安全快门就有可能造成图像模糊，防抖技术的加入可以降低这个安全快门的限制，比如同样的180mm焦距镜头，使用了可以降低安全快门4档的防抖技术之后，可以在1/90s的快门速度下手持拍摄而图像不虚，但是如果光线暗到快门速度只有1/30s或者更低的话，那么还是会虚的，所以说即使有了防抖，也要练好自己的铁手功。

 

文 兄

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enzo12

学到了一些知识